CN107465899A - 一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，外壳体内安装有控制单元、供电单元、通信模块、摄像头、折射反光棱镜，控制单元控制摄像头采集天燃气表的字轮处的图像，并将采集的图像通过通信模块进行传输至燃气公司的服务器；折射反光棱镜为梯形棱镜，梯形棱镜的上底L2的长度为25mm‑35mm，梯形棱镜的第一斜边S1与下底边L1的夹角为28°‑35°，梯形棱镜的第二斜边S2与下底边L1的夹角为45°；本发明能够实现字轮的清晰像质的拍摄，便于数据的提取处理，适用于现存的不同机械表的安装需求和数据采集需求；实现了燃气公司对用气结算和数据采集的智能化、信息化的需求。

Description

一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置
技术领域
本发明属于燃气表设备领域，具体涉及一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置。
背景技术
随着社会的不断发展进步和城市管道的大规模推广和应用，燃气表的应用也深入到千家万户。传统机械式燃气表以低价、高精度和高稳定性等优势在燃气行业的发展中取得了广泛的应用；但是传统的燃气表抄表方式主要依靠人工定时抄表汇总、分析数据，误录、漏录造成抄表数据的准确性和完整性无法保证，不仅浪费燃气公司大量的人力、物力、财力，也无法满足当前燃气公司对于数据采集信息化的要求。现有的智能燃气表一般都内置电子化采样计量和数据传输模块，能满足燃气公司对智能化和信息化的需求，但是对于解决现有的大量机械表信息化改造存在置换难、成本高等问题。
摄像直读技术是最近几年才发展起来的新一代直读抄表技术，它采用CMOS图像传感器采集燃气表计数器字轮图片，实现燃气表的数字化和可视化；该技术可以实现在不改变现有仪表的结构的前提下，通过加装外置摄像头读数装置，即可实现传统机械式燃气表的智能化信息改造，更易于大规模市场应用。
目前现有的摄像式直读燃气表一般都采用摄像头前置直拍机械字轮读数的方案，由于摄像头焦距和视场角度的限制，往往造成图像畸变难以识别和产品尺寸过大适用性低等问题；一些产品采用了反射镜式的光学系统或者采用直角棱镜进行光路折转，但对于一些有特定要求的燃气表来说，这些折转光路系统是不能满足要求的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，以解决上述技术问题。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，包括外壳体，所述外壳体设置在天燃气表上，所述外壳体内安装有控制单元、供电单元、通信模块、摄像头、折射反光棱镜，所述通信模块、摄像头分别与控制单元相连接，供电单元分别与通信模块、摄像头模块、控制单元相连接，所述控制单元控制摄像头采集天燃气表的字轮处的图像，并将采集的图像通过通信模块进行传输至燃气公司的服务器；
所述折射反光棱镜为梯形棱镜，所述梯形棱镜的上底L2的长度为25mm-35mm，梯形棱镜的第一斜边S1与下底边L1的夹角为28°-35°，梯形棱镜的第二斜边S2与下底边L1的夹角为45°；梯形棱镜下底靠近第一斜边S1的一端为第一端部，梯形棱镜下底靠近第二斜边S2的一端为第二端部；所述天然气表上的表字轮位置与第一端部相对应，所述摄像头的位置与第二端部相对应。
作为本发明进一步的方案：还包括红外补光灯，所述红外补光灯设置在摄像头处，红外补光灯还分别与供电单元及控制单元连接。
作为本发明进一步的方案：所述外壳体为梯形，外壳体的斜边上设有透明窗口，所述透明窗口的位置与表字轮相对应。
作为本发明进一步的方案：所述透明窗口与梯形外壳体的下底的夹角为45°。
作为本发明进一步的方案：所述供电单元采用锂电池供电。
作为本发明进一步的方案：所述通信模块为GPRS无线通信模块。
作为本发明进一步的方案：所述控制单元采用PLC可编程控制器。
作为本发明进一步的方案：还包括固定装置，所述固定装置包括卡箍和金属波纹管，所述金属波纹管的一端通过卡箍固定在天然气管道上，金属波纹管的另一端与外壳体固定。
作为本发明进一步的方案：折射反光棱镜的厚度为12.5mm。
本发明的有益效果是：本发明结构简单合理，梯形结构的折射反光棱镜易于安装、便于加工，安装调整容易，梯形结构射反光棱镜各斜边夹角设置科学合理能够实现字轮的清晰像质的拍摄，便于数据的提取处理，适用于现存的不同机械表的安装需求和数据采集需求；设备所采用的的锂电池供电单元能保证设备连续稳定的工作长达10年以上时间，满足燃气公司对设备生命周期的要求；设备通过GPRS无线通信技术将抄读的图像数据远程传输至燃气公司服务器，实现了燃气公司对用气结算和数据采集的智能化、信息化的需求。
附图说明
图1为本发明侧视结构示意图；
图2为本发明控制原理框图；
图3为本发明固定结构主视图；
图4为本发明固定结构侧视图；
图中：1—摄像头；2—天然气表；3—表字轮；4—透明窗口；5—红外补光灯；6—折射反光棱镜；7—外壳体；8—金属波纹管；9—天然气管道；10—卡箍。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1-2所示，一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，包括外壳体7，所述外壳体7设置在天燃气表2上，所述外壳体7内安装有控制单元、供电单元、通信模块、摄像头1、折射反光棱镜6，所述通信模块、摄像头分别与控制单元相连接，供电单元分别与通信模块、摄像头模块、控制单元相连接，所述控制单元控制摄像头采集天燃气表的字轮处的图像，并将采集的图像通过通信模块进行传输至燃气公司的服务器；
所述折射反光棱镜6为梯形棱镜，所述梯形棱镜的上底L2的长度为25mm-35mm，梯形棱镜的第一斜边S1与下底边L1的夹角为28°-35°，能保证摄像头获取的图像数据不会严重畸变，同时能保证适用于大部分现存的机械式燃气表的改造；梯形棱镜的第二斜边S2与下底边L1的夹角为45°；梯形棱镜下底靠近第一斜边S1的一端为第一端部，梯形棱镜下底靠近第二斜边S2的一端为第二端部；所述天然气表2上的表字轮3位置与第一端部相对应，所述摄像头1的位置与第二端部相对应。
表字轮发出的光线经过折射反光棱镜的下底折射进入到折射反光棱镜的里面，经过折射反光棱镜的第一斜边发生全反射，接着反射光线经过折射反光棱镜的第二斜边发生全反射，最后垂直出射进入到摄像头模块。通过折射反光棱镜进行光路折转的方法减小了摄像头拍摄表字轮的视场角度,使经过摄像头模块拍摄的表字轮的像变形更小，像质更加清晰，并且将光路的传播方向改变，极大的缩小了壳体的尺寸。
本装置还包括红外补光灯5，所述红外补光灯5设置在摄像头1处，红外补光灯5还分别与供电单元及控制单元连接，使得红外补光灯5的光线通过折射反光棱镜6传递至表字轮上，便于摄像头1清晰地拍摄到表字轮。
外壳体7为梯形，外壳体7的斜边上设有透明窗口4，所述透明窗口4的位置与表字轮3相对应。所述透明窗口4与梯形外壳体的下底的夹角为45°，利于人工读取燃气表字轮数据。
供电单元采用锂电池供电，能够保证系统稳定工作长达10年以上时间，实现产品生命周期的免更换、免维护。所述通信模块为GPRS无线通信模块，GPRS无线通信模块型号为SIM800C，所述控制单元采用PLC可编程控制器，折射反光棱镜6的厚度为12.5mm，摄像镜头视场角为40°焦距为4.4mm。
如图3-4所示，由于现今市场上所有的机械式天然气表上并没有预留可以加装提供的远程抄表装置的固定装置，为了使得本装置可以针对不同型号的天然气表进行远程抄表，本装置还包括固定装置，所述固定装置包括卡箍10和金属波纹管8，所述金属波纹管8的一端通过卡箍10固定在天然气管道9上，金属波纹管8的另一端与外壳体7固定。工作人员在使用时只需调整金属波纹管8来调整远程抄表装置的位置，方便快捷。
本发明使用梯形折射反光棱镜的光线经过一次折射，两次全反射后，毫无疑问光路的总长度比直角棱镜更长。可以将棱镜的位置放置于不影响人眼直接观察字轮读数的区域，增加用户直接判读字轮的便利性。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，包括外壳体(7)，所述外壳体(7)设置在天燃气表(2)上，其特征在于，所述外壳体(7)内安装有控制单元、供电单元、通信模块、摄像头(1)、折射反光棱镜(6)，所述通信模块、摄像头分别与控制单元相连接，供电单元分别与通信模块、摄像头模块、控制单元相连接，所述控制单元控制摄像头采集天燃气表的字轮处的图像，并将采集的图像通过通信模块进行传输至燃气公司的服务器；
所述折射反光棱镜(6)为梯形棱镜，所述梯形棱镜的上底L2的长度为25mm-35mm，梯形棱镜的第一斜边S1与下底边L1的夹角为28°-35°，梯形棱镜的第二斜边S2与下底边L1的夹角为45°；梯形棱镜下底靠近第一斜边S1的一端为第一端部，梯形棱镜下底靠近第二斜边S2的一端为第二端部；所述天然气表(2)上的表字轮(3)位置与第一端部相对应，所述摄像头(1)的位置与第二端部相对应。
2.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，还包括红外补光灯(5)，所述红外补光灯(5)设置在摄像头(1)处，红外补光灯(5)还分别与供电单元及控制单元连接。
3.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，所述外壳体(7)为梯形，外壳体(7)的斜边上设有透明窗口(4)，所述透明窗口(4)的位置与表字轮(3)相对应。
4.如权利要求3所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，所述透明窗口(4)与梯形外壳体的下底的夹角为45°。
5.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，所述供电单元采用锂电池供电。
6.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，所述通信模块为GPRS无线通信模块。
7.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，所述控制单元采用PLC可编程控制器。
8.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，还包括固定装置，所述固定装置包括卡箍(10)和金属波纹管(8)，所述金属波纹管(8)的一端通过卡箍(10)固定在天然气管道(9)上，金属波纹管(8)的另一端与外壳体(7)固定。
9.如权利要求1所述的天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置，其特征在于，折射反光棱镜(6)的厚度为12.5mm，摄像镜头视场角为40°焦距为4.4mm。
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